Speciální fotokatalytický materiál na bázi grafitického nitridu uhlíku vyvinutý na Ostravské univerzitě a Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava dokáže účinně rozkládat antibiotika i další farmaceutické látky, které běžně používané technologie čistíren odpadních vod zpravidla nezvládnou odstranit a zbytky léčiv se tak kanalizací dostávají do vodních toků. Vyplývá to z výzkumu, na němž se podíleli odborníci z katedry analytické chemie Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého.
Výsledky studie publikoval mezinárodní časopis iScience. Vědci budou možné využití fotokatalytického materiálu při čištění odpadních vod dál testovat.
„Analytická chemie hraje zásadní roli při vývoji nových environmentálních technologií.“ Petr Bednář
Výzkumný tým se zaměřil na účinnost fotokatalýzy, tedy procesu, při němž speciální materiál aktivovaný světlem spouští chemické reakce rozkládající organické znečištění ve vodě. Použitý grafitický nitrid uhlíku neobsahuje kovy, je chemicky stabilní a funguje nejen pod ultrafialovým zářením, ale také při běžném viditelném světle.
„Laboratorní experimenty ukázaly, že během dvou hodin dokázal materiál odstranit více než 95 procent antibiotika ofloxacinu i léčiva diclofenac. U kofeinu dosáhla účinnost přibližně 80 procent,“ uvedl Petr Bednář z katedry analytické chemie přírodovědecké fakulty.
Odborníci zároveň popsali mechanismy rozkladu a pomocí kapalinové chromatografie spojené s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií identifikovali meziprodukty vznikající během probíhajících reakcí. Výsledky naznačují, že většina těchto látek představuje nižší ekologickou zátěž než původní léčiva. „Bez moderních analytických metod bychom nebyli schopni určit, zda se škodlivé látky skutečně rozkládají bezpečně a jaké chemické procesy během čištění vody probíhají. Analytická chemie proto hraje zásadní roli při vývoji nových environmentálních technologií,“ podotkl Petr Bednář.
Studie s názvem Photocatalytic degradation and transformation of pharmaceuticals using exfoliated metal-free g-C3N4 byla publikována v časopise iScience vydavatelství Cell Press.